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Efectos de acoplamiento vectorial de ondas en medios con no linealidad óptica de tercer orden
Vectorial wave coupling effects in third order nonlinear optical media
Carlos Torres Torres
Anatoly Khomenko
Acceso Abierto
Atribución
Difracción,Optica no lineal,Efecto Kerr
Se presenta un estudio experimental y teórico de ondas de luz en medios ópticos con índice de refracción no lineal. Por lo general la luz polarizada no sólo induce en estos medios un cambio de índice de refracción, sino también modifica su birrefrigencia. Así, la polarización de la luz puede ser un factor esencial para controlar importantes características de la interacción de las ondas en medios ópticos no lineales. Ya que la descripción de los efectos asociados con la polarización de la luz obliga a la presentación de las ondas electromagnéticas en forma vectorial, los efectos en los que interfiere la polarización son conocidos en la literatura como efectos vectoriales. Un análisis teórico de interacción de dos haces degenerados en medios isotrópicos con índice de refracción no lineal nos permitió demostrar la posibilidad de una amplificación de señales ópticas en procesos de acoplamiento de dos ondas en medios con efecto Kerr óptico. La parte experimental del presente proyecto está enfocada en la investigación de autodifracción vectorial de dos ondas en medios isotrópicos con efecto Kerr óptico. En base a los experimentos realizados se propone un método relativamente simple que permite revelar los mecanismos físicos de no linealidad de índice de refracción a través de la medición de una razón de intensidades de autodifracción para dos diferentes polarizaciones de ondas que interactúan en un medio óptico. Se muestra teóricamente y experimentalmente que con la interferencia de dos haces con polarizaciones ortogonales, de la cual resulta una modulación de polarización pero no de intensidad, se induce una rejilla que provoca la autodifracción de luz en un medio Kerr. Los resultados de este trabajo incluyen también el desarrollo de un método basado en la medición de la intensidad de autodifracción que permite estimar el valor del efecto Kerr en cristales cúbicos y que aplicamos para la investigación del cristal Bi12SiO20.
A theoretical and experimental study of the wave interaction in optical media with nonlinear of index refraction is presented. In general the polarizad light induces in nonlinear media not only a change of the refractive index but also it changes the birefringence. Therefore, the polarization of the light is an important factor that controls the nonlinear wave interaction. Since the description of the effects associated with the light polarization obliges thath the electromagnetic waves must be presented as vectors, such effects are known in literature as vectorial effects. The theoretical analysis of vectorial interaction of two degenerated waves has allowed us to demostrate the possibility of the optical signal amplification in isotropic media possesing the optical Kerr effect. The experimental part of the project was focused on the research of vectorial self-diffraction of two waves of such media. The results of the theoretical and experimental analyses have allowed us to propose a new relatively simple method based on the two wave vectorial self-diffraction that reveals the physical mechanism of optical nonlinearity. It has been demostrated theoreticaly and experimentaly that the interference of two waves with orthogonal polarizations in the nonlinear Kerr media results in a diffraction grating, which provokes the light self-diffraction, even in the case when only polarization is modulated but not the light intensity. A method based on vectorial self-diffraction has been developed that permits measurement of the Kerr effect value in the vectorial self-diffraction experiment. This method was used to estimate the Kerr effect value in the cubic Bi12Si020 crystal.
CICESE
2006
Tesis de doctorado
Español
Torres Torres, C.2006.Efectos de acoplamiento vectorial de ondas en medios con no linealidad óptica de tercer orden.Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.98p.
ÓPTICA
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